रेडियो वेव थ्योरी: एनालॉग मॉड्यूलेशन

हम "रेडियो तरंगों के सिद्धांत" शीर्षक के तहत सामान्य शैक्षिक लेखों की एक श्रृंखला जारी रखते हैं।
पिछले लेखों में, हम रेडियो तरंगों और एंटेना से मिले:

• रेडियो तरंगों का सिद्धांत: शैक्षिक कार्यक्रम
• रेडियो वेव थ्योरी: एंटेना

चलो रेडियो सिग्नल के मॉड्यूलेशन पर करीब से नज़र डालें।

इस लेख के ढांचे में, निम्न प्रकारों के एनालॉग मॉडुलन पर विचार किया जाएगा:

• आयाम मॉडुलन
• एक साइडबैंड के साथ आयाम मॉडुलन
• आवृत्ति मॉडुलन
• रैखिक आवृत्ति मॉडुलन
• चरण मॉडुलन
• विभेदक चरण मॉड्यूलेशन

आयाम मॉडुलन

आयाम मॉड्यूलेशन के साथ, वाहक तरंग के एम्पलीट्यूड का लिफाफा एक कानून के अनुसार बदलता है जो संचरित संदेश के कानून के साथ मेल खाता है। वाहक तरंग की आवृत्ति और चरण नहीं बदलता है।



AM के मुख्य मापदंडों में से एक मॉड्यूलेशन फैक्टर (M) है।
मॉड्यूलेशन गुणांक इन मूल्यों (%) के योग के लिए संशोधित सिग्नल के एम्पलीट्यूड के अधिकतम और न्यूनतम मूल्यों के बीच अंतर का अनुपात है।
सीधे शब्दों में कहें, यह गुणांक दर्शाता है कि वर्तमान में वाहक दोलन के आयाम के मूल्य में औसत मूल्य से कितनी दृढ़ता से विचलन होता है।
जब मॉड्यूलेशन गुणांक 1 से अधिक होता है, तो एक ओवरमॉडुलेशन प्रभाव होता है, जिसके परिणामस्वरूप संकेत विरूपण होता है।

AM स्पेक्ट्रम



यह स्पेक्ट्रम एक स्थिर आवृत्ति के दोलनों को संशोधित करने की विशेषता है।

ग्राफ पर, एक्स अक्ष आवृत्ति का प्रतिनिधित्व करता है, वाई अक्ष आयाम दिखाता है।
एएम के लिए, केंद्र में स्थित मौलिक आवृत्ति के आयाम के अलावा, वाहक आवृत्ति के दाईं और बाईं ओर के आयाम भी प्रस्तुत किए जाते हैं। ये तथाकथित बाएँ और दाएँ पक्ष की धारियाँ हैं। वे वाहक आवृत्ति से मॉड्यूलेशन आवृत्ति के बराबर दूरी पर स्थित हैं।
बाईं ओर से दाईं ओर की दूरी को स्पेक्ट्रम की चौड़ाई कहा जाता है।
सामान्य मामले में, एक मॉडुलन कारक <= 1 के साथ, साइडबैंड आयाम आधे वाहक आयाम से कम या बराबर होते हैं।
उपयोगी जानकारी केवल स्पेक्ट्रम के ऊपरी या निचले साइड बैंड में निहित है। मुख्य वर्णक्रमीय घटक वाहक है, इसमें उपयोगी जानकारी नहीं है। स्पेक्ट्रम के मुख्य तत्व की जानकारी की कमी के कारण आयाम मॉड्यूलेशन के साथ ट्रांसमीटर की शक्ति मुख्य रूप से "एयर हीटिंग" पर खर्च की जाती है।

एक साइडबैंड के साथ आयाम मॉडुलन

शास्त्रीय आयाम मॉड्यूलेशन की अक्षमता के कारण, एक साइडबैंड के साथ आयाम मॉड्यूलेशन का आविष्कार किया गया था।
इसका सार वाहक के स्पेक्ट्रम और एक साइड बैंड से निकालना है, जबकि शेष साइड बैंड के साथ सभी आवश्यक जानकारी प्रसारित की जाती है।



लेकिन घरेलू प्रसारण में अपने शुद्ध रूप में, इस प्रजाति ने जड़ नहीं ली, क्योंकि रिसीवर को बहुत अधिक सटीकता के साथ वाहक को संश्लेषित करने की आवश्यकता है। संघनन उपकरण और शौकिया रेडियो में उपयोग किया जाता है।
प्रसारण में, एक साइडबैंड के साथ एएम और एक आंशिक रूप से दबा हुआ वाहक सबसे अधिक बार उपयोग किया जाता है:



इस मॉड्यूलेशन के साथ, गुणवत्ता / दक्षता अनुपात सबसे अच्छा हासिल किया जाता है।

आवृत्ति मॉडुलन

एक प्रकार का एनालॉग मॉड्यूलेशन जिसमें वाहक आवृत्ति आवृत्ति कम-आवृत्ति सिग्नल के कानून के अनुसार बदलती है। आयाम स्थिर रहता है।



a) - वाहक आवृत्ति, b) मॉड्यूलेशन सिग्नल, c) मॉड्यूलेशन परिणाम

औसत मूल्य से आवृत्ति का सबसे बड़ा विचलन विचलन कहा जाता है ।
आदर्श रूप से, विचलन सीधे मॉडुलन दोलन के आयाम के आनुपातिक होना चाहिए।

आवृत्ति मॉडुलन के लिए स्पेक्ट्रम निम्नानुसार है:



इसमें वाहक और साइड बैंड के हार्मोनिक्स शामिल होते हैं जो दाएं और बाएं मोड्यूलिंग दोलन की आवृत्ति के एक आवृत्ति तक होते हैं।
यह स्पेक्ट्रम हार्मोनिक दोलन का प्रतिनिधित्व करता है। वास्तविक मॉड्यूलेशन के मामले में, स्पेक्ट्रम का एक अधिक जटिल आकार होता है।
ब्रॉडबैंड और नैरोबैंड एफएम मॉड्यूलेशन के बीच अंतर।
ब्रॉडबैंड में, आवृत्ति स्पेक्ट्रम मॉड्यूलेट सिग्नल की आवृत्ति से काफी अधिक है। इसका उपयोग FM ब्रॉडकास्टिंग में किया जाता है।
रेडियो स्टेशनों में, मुख्य रूप से संकीर्ण-बैंड एफएम मॉड्यूलेशन का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए रिसीवर की अधिक सटीक ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है और तदनुसार, हस्तक्षेप से अधिक सुरक्षित होता है।
ब्रॉडबैंड और नैरोबैंड एफएम स्पेक्ट्रा नीचे प्रस्तुत किए गए हैं।



संकीर्ण-बैंड एफएम स्पेक्ट्रम आयाम मॉडुलन जैसा दिखता है, लेकिन अगर हम साइडबैंड के चरण को ध्यान में रखते हैं, तो यह पता चलता है कि इन तरंगों में निरंतर आवृत्ति और एक चर आयाम (एएम) के बजाय एक स्थिर आयाम और एक चर आवृत्ति होती है। ब्रॉडबैंड एफएम के साथ, वाहक का आयाम बहुत छोटा हो सकता है, जो एफएम को अत्यधिक कुशल बनाता है; इसका मतलब यह है कि अधिकांश संचरित ऊर्जा पक्ष फ़्रीक्वेंसी में निहित होती है जो जानकारी ले जाती है।

एफएम पर AM के मुख्य लाभ ऊर्जा दक्षता और शोर प्रतिरक्षा हैं।

एफएम के एक प्रकार के रूप में, लाइन-फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन को प्रतिष्ठित किया जाता है।
इसका सार इस तथ्य में निहित है कि वाहक सिग्नल की आवृत्ति रैखिक रूप से भिन्न होती है।





रैखिक-आवृत्ति-संग्राहक (LFM) संकेतों का व्यावहारिक महत्व रिसेप्शन के दौरान शोर स्तर से ऊपर के आयाम में वृद्धि के साथ महत्वपूर्ण सिग्नल संपीड़न की संभावना में निहित है।
एलएफएम का उपयोग रडार में किया जाता है।

चरण मॉडुलन

वास्तव में, शब्द चरण हेरफेर का उपयोग अधिक किया जाता है, क्योंकि मुख्य रूप से असतत संकेतों को नियंत्रित करते हैं।
एफएम का अर्थ यह है कि कैरियर का चरण चरणबद्ध रूप से बदल जाता है, जब अगला असतत संकेत आता है, पिछले एक से अलग।



स्पेक्ट्रम से आप वाहक की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति देख सकते हैं, जो उच्च ऊर्जा दक्षता को इंगित करता है।
इस मॉड्यूलेशन का नुकसान यह है कि एक चरित्र में त्रुटि के बाद सभी लोगों का गलत स्वागत हो सकता है।

विभेदक चरण बदलाव कुंजीयन

इस मॉड्यूलेशन के मामले में, चरण मॉड्यूलेटिंग पल्स के मूल्य में हर बदलाव के साथ नहीं बदलता है, लेकिन अंतर में बदलाव के साथ। इस उदाहरण में, प्रत्येक "1" के आगमन के साथ।



इस प्रकार के मॉड्यूलेशन का लाभ यह है कि एक चरित्र में एक यादृच्छिक त्रुटि की स्थिति में, यह त्रुटियों की एक और श्रृंखला में प्रवेश नहीं करता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि चतुर्थांश जैसे चरण जोड़तोड़ भी होते हैं, जहां चरण परिवर्तन का उपयोग 90 डिग्री और उच्चतर क्रम एफएम के भीतर किया जाता है, लेकिन उनका विचार इस लेख के दायरे से परे है।

पुनश्च: मैं एक बार फिर ध्यान देना चाहता हूं कि लेखों का उद्देश्य पाठ्यपुस्तक को प्रतिस्थापित करना नहीं है, बल्कि रेडियो की मूल बातें "उंगलियों पर" बताना है।
विषय की पाठक की समझ बनाने के लिए केवल मुख्य प्रकार के संशोधन को ही माना जाता है।